X线CT装置以及散射X线校正方法制造方法及图纸

在X线CT图像中，防止散射X线引起的图像降低。X线CT装置(100)通过X线检测器(4)等拍摄被摄体(3)的X线透射图像数据(F1)，根据被拍摄的X线透射图像数据推定被摄体(3)内部的X线吸收系数分布(F3)。X线CT装置(100)对具有被推定的X线吸收系数分布的模拟被摄体(3)实施蒙特卡洛模拟，推定由被摄体引起的点扩散函数或散射X线分布(F4、F7)。然后，X线CT装置(100)根据被推定的点扩散函数或散射X线分布，校正X线透射图像数据(F5、F8)，形成被摄体(3)的X线吸收系数分布图像(F6、F9)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X线CT装置以及散射X线校正方法
本专利技术涉及X线CT装置以及对通过X线CT装置等拍摄的数据的散射X线校正方法。
技术介绍
X线CT (Computed Tomography:计算机断层扫描)装置是用于使用数据处理系统将被摄体内部的X线衰减率(X线吸收系数)的差异重构为图像的装置。X线CT装置具备向被摄体照射X线的X线源和检测透过被摄体的X线的X线检测器。隔着被摄体相对配置X线源和X线检测器，保持隔着被摄体相对配置的关系的同时在被摄体的周围旋转，从多个投影方向拍摄被摄体的X线透射图像数据。通常，在X线CT装置的X线源中使用对阳极照射通过高电压加速后的电子来产生X线的X线管。此外，X线检测器具有为了一次高速地拍摄广范围而将X线检测原件排列成二维状的结构。通过X线CT装置的拍摄而得到的投影数据中，除了非散射地透过被摄体而得到的X线(直达X线)强度之外，还包括通过被摄体等被散射的X线(散射X线)的入射强度的信息。在X线CT装置中，为了去除散射X线，在X线检测器的X线源侧配置了用于去除通过被摄体产生的散射X线的散射线防止格栅(grid)。然而，通过该方法也无法去除所有的散射X线。因此，同时还进行基于软件的散射X线校正(例如，参照下述专利文献I~3)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特许第4218908号公报专利文献2:日本特开2009-82615号公报专利文献3:日本特许第3566762号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题近年来，随着X线检测器的多列化，X线CT装置通过一次拍摄能够广范围地拍摄被摄体。另一方面，存在以下问题:通过X线检测器的多列化，对被摄体的X线照射宽度扩大，同时散射X线量增加，由此，在重构图像上产生伪影(artifact)，导致画质降低。尤其，当拍摄骨头等X线高吸收体存在的区域时，相对于直达X线所引起的检测信号，散射X线所引起的检测信号的比例相对增加，有时会过小评价被摄体的X线吸收系数。图7是示意性表示在重构图像中生成的伪影的说明图。图7(a)表示在低吸收体L的内部存在两个高吸收体杆(rod) H的人体模拟构造物(以下，称为体模(phantom))。如图7(b)所示的重构图像所示，当拍摄到该体模时，在两个高吸收体杆H之间观测到将CT值测量成比实际小的暗带伪影(dark band artifact) 0另外，在图7中，通过阴影线的间隔(密度)图示CT值的大小，以CT值越小阴影线的间隔越短(密)的方式来图示。因此，本专利技术课题是提供一种X线CT装置以及散射X线校正方法，其能够通过高精度地推定散射X线量后进行校正，来防止由散射X线引起的画质降低。用于解决课题的手段为了解决这样的课题，本专利技术提供一种X线CT装置，其特征在于，具备:拍摄部，其中，从X线焦点产生X线的X线源和二维排列了用于检测所述X线的X线检测元件的X线检测器保持隔着被摄体相对配置的关系的同时在所述被摄体的周围旋转，从多个投影方向拍摄所述被摄体的X线透射图像数据；内部分布推定部，其根据由所述拍摄部拍摄的所述X线透射图像数据，推定所述被摄体内部的X线吸收系数分布；点扩散函数推定部，其对具有由所述内部分布推定部推定的所述X线吸收系数分布的模拟被摄体，实施模拟所述X线的物理相互作用的蒙特卡洛模拟，来推定所述被摄体引起的散射的点扩散函数；校正部，其对由所述点扩散函数推定部推定的所述点扩散函数和所述X线透射图像数据进行逆卷积积分，来校正所述X线透射图像数据；以及图像化部，其使用由所述校正部校正后的所述X线透射图像数据，形成所述被摄体的X线吸收系数分布图像。此外，本专利技术提供一种X线CT装置，其特征在于，具备:拍摄部，其中，从X线焦点产生X线的X线源和二维排列了用于检测所述X线的X线检测元件的X线检测器保持隔着被摄体相对配置的关系的同时在所述被摄体的周围旋转，从多个投影方向拍摄所述被摄体的X线透射图像数据；内部分布推定部，其根据由所述拍摄部拍摄的所述X线透射图像数据，推定所述被摄体内部的X线吸收系数分布；x线分布推定部，其对具有由所述内部分布推定部推定的所述X线吸收系数分布的模拟被摄体，实施模拟所述X线的物理相互作用的蒙特卡洛模拟，来推定所 述被摄体引起的散射X线分布；校正部，其根据由所述X线分布推定部推定的所述分布，从所述X线透射图像数据中去除所述散射X线成分；以及图像化部，其使用由所述校正部去除了所述散射X线成分的所述X线透射图像数据，形成所述被摄体的X线吸收系数分布图像。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种X线CT装置以及散射X线校正方法，其能够通过高精度地推定散射X线量后进行校正，来防止由散射X线引起的画质降低。【附图说明】图1是表示第一实施方式的X线CT装置的结构的说明图。图2是表示检测器模块的结构的说明图。图3是表示第一实施方式的X线CT装置的图像形成处理的概要的说明图。图4是表示模拟被摄体的物质的决定方法的一例的说明图。图5是表示第二实施方式的X线CT装置的图像形成处理的概要的说明图。图6是表示蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation)的步骤的一例的流程图。图7是示意性地表示在重构图像中产生的伪影的说明图。【具体实施方式】以下适当参照附图对用于实施本专利技术的方式(以下称为“实施方式”)进行详细说明。另外，在各图中对共通的部分赋予相同的符号，并省略重复的说明。《第一实施方式》〈X线CT装置100的结构>图1是表示第一实施方式的X线CT装置100的结构的说明图。在以下的说明中，将图1中的X轴方向设为通道(channel)方向，将Y轴方向设为X线焦点方向，将Z轴方向设为切片(slice)方向。图1中表示从被摄体3的体轴方向(切片方向:Z轴方向)看X线CT装置100的图。在X线CT装置100的未图示的机架(gantry)中央部设有被摄体3可进入的开口部2。此外，在X线CT装置100的扫描装置中具备作为X线源的X线管I和X线检测器4，以开口部2的中心作为旋转中心轴，可旋转地被机架支持。通过这样的结构，能够旋转拍摄开口部2内的被摄体3。作为X线源的X线管I从X线管I内的具有有限大小的X线焦点9产生X线。在隔着被摄体3与X线管I对置的位置配置X线检测器4。X线检测器4被分割成多个检测器模块8，各个检测器模块8以X线焦点9为中心配置成圆弧状或平板状。图2是表示检测器模块8的结构的说明图。检测器模块8中，X线检测元件6经由隔离物7对通道方向(扫描设备旋转方向)以及切片方向(体轴方向)二维排列。这是为了通过一次X线照射得到被摄体3的广范围的X线透射图像数据(投影数据)。在此，X线检测元件6例如组合闪烁器和光电二极管、或由将放射线变换成电信号的半导体构成，测量向X线检测元件6的X线入射强度。此外，为了去除由被摄体3等产生的散射X线，在检测器模块8的X线管I侧配置散射线防止格栅5。返回到图1的说明，根据用户通过输入装置104设定的扫描条件，通过记录装置101、运算装置102， 由控制装置103进行X线CT装置100的拍摄控制。将通过旋转拍摄得到的大量投影数据记录在记录装置101中，通过运算装置102执行图像处理运算。然后，图像处理运算后的投影数据作为被摄体3的断层图像等信息显示在输出装置105上。〈X线CT装置100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X线CT装置，其特征在于，具备：拍摄部，其中，从X线焦点产生X线的X线源和二维排列了用于检测所述X线的X线检测元件的X线检测器保持隔着被摄体相对配置的关系的同时在所述被摄体的周围旋转，从多个投影方向拍摄所述被摄体的X线透射图像数据；内部分布推定部，其根据由所述拍摄部拍摄的所述X线透射图像数据，推定所述被摄体内部的X线吸收系数分布；点扩散函数推定部，其对具有由所述内部分布推定部推定的所述X线吸收系数分布的模拟被摄体，实施模拟所述X线的物理相互作用的蒙特卡洛模拟，来推定所述被摄体引起的散射的点扩散函数；校正部，其对由所述点扩散函数推定部推定的所述点扩散函数和所述X线透射图像数据进行逆卷积积分，来校正所述X线透射图像数据；以及图像化部，其使用由所述校正部校正后的所述X线透射图像数据，形成所述被摄体的X线吸收系数分布图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.12 JP 2011-2708451.一种X线CT装置，其特征在于， 具备: 拍摄部，其中，从X线焦点产生X线的X线源和二维排列了用于检测所述X线的X线检测元件的X线检测器保持隔着被摄体相对配置的关系的同时在所述被摄体的周围旋转，从多个投影方向拍摄所述被摄体的X线透射图像数据； 内部分布推定部，其根据由所述拍摄部拍摄的所述X线透射图像数据，推定所述被摄体内部的X线吸收系数分布； 点扩散函数推定部，其对具有由所述内部分布推定部推定的所述X线吸收系数分布的模拟被摄体，实施模拟所述X线的物理相互作用的蒙特卡洛模拟，来推定所述被摄体引起的散射的点扩散函数； 校正部，其对 由所述点扩散函数推定部推定的所述点扩散函数和所述X线透射图像数据进行逆卷积积分，来校正所述X线透射图像数据；以及 图像化部，其使用由所述校正部校正后的所述X线透射图像数据，形成所述被摄体的X线吸收系数分布图像。2.根据权利要求1所述的X线CT装置，其特征在于， 所述点扩散函数推定部，针对作为数量比所述多个投影方向少的投影方向的代表投影方向实施所述蒙特卡洛模拟，对通过该蒙特卡洛模拟得到的所述代表投影方向之间的所述点扩散函数进行插值，由此推定全部所述多个投影方向的所述点扩散函数。3.根据权利要求1所述的X线CT装置，其特征在于， 所述点扩散函数推定部，在作为所述二维排列的所述X线检测元件中的、预定数量的元件的位置的代表元件位置实施所述蒙特卡洛模拟，对通过该蒙特卡洛模拟得到的所述代表元件位置之间的所述点扩散函数进行插值，由此推定所述二维排列的全部所述X线检测元件的位置的所述点扩散函数。4.一种X线CT装置，其特征在于， 具备: 拍摄部，其中，从X线焦点产生X线的X线源和二维排列了用于检测所述X线的X线检测元件的X线检测器保持隔着被摄体相对配置的关系的同时在所述被摄体的周围旋转，从多个投影方向拍摄所述被摄体的X线透射图像数据； 内部分布推定部，其根据由所述拍摄部拍摄的所述X线透射图像数据，推定所述被摄体内部的X线吸收系数分布； X线分布推定部，其对具有由所述内部分布推定部推定的所述X线吸收系数分布的模拟被摄体，实施模拟所述X线的物理相互作用的蒙特卡洛模拟，来推定所述被摄体引起的散射X线的分布； 校正部，其根据由所述X线分布推定部推定的所述分布，从所述X线透射图像数据中去除所述散射X线成分；以及 图像化部，其使用由所述校正部去除了所述散射X线成分的所述X线透射图像数据，形成所述被摄体的X线吸收系数分布图像。5.根据权利要求4所述的X线CT装置，其特征在于， 所述X线分布推定部，针对作为数量比所述多个投影方向少的投影方向的代表投影方向实施所述蒙特卡洛模拟，对通过该蒙特卡洛模拟得到的所述代表投影方向之间的所述分布进行插值，由此来推定全部所述多个投影方...

【专利技术属性】
技术研发人员：坪田悠史，渡边史人，植木广则，昆野康隆，小岛进一，
申请(专利权)人：株式会社日立医疗器械，
类型：发明
国别省市：日本;JP